化學(xué)能與電能第一課時(shí)

1、 離子方程離子方程式式現(xiàn)象解釋現(xiàn)象解釋CuCu的作用的作用ZnCu鋅表面有氣泡鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象ZnZn和稀和稀H H2 2SOSO4 4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，ZnZn失電失電子，失去的電子在鋅片表面，溶液中的子，失去的電子在鋅片表面，溶液中的H H+ +在鋅片表面得電子生成在鋅片表面得電子生成H H2.2.所以產(chǎn)生的所以產(chǎn)生的氣泡在鋅片周圍氣泡在鋅片周圍演示探究演示探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Zn +2H+ = Zn 2+ +H2沒有作用沒有作用 解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考問題思考問題尋找答案尋找答案組內(nèi)交流組內(nèi)交流 列出想法列出想法演示探究實(shí)驗(yàn)

2、現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.1. H H+ +得到的電子是銅失去的么得到的電子是銅失去的么, ,從從ZnZn到到H H+ +經(jīng)歷了哪些途徑？經(jīng)歷了哪些途徑？2 2. .你認(rèn)為這個(gè)過程能量有沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化？你認(rèn)為這個(gè)過程能量有沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化？鋅表面無氣泡，鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由電子由Zn 導(dǎo)線導(dǎo)線 銅片銅片 H+ 定向移動定向移動產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)ZnCu原電池定義原電池定義: :把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌鸦瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿?裝置裝置AZnCuSO42H+H+得到的電子得到

3、的電子氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液失失e,e,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)2H+2e-=H2陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極負(fù)極正極正極 2H+2e- = H2Zn2e- = Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）原電池工作原理：原電池工作原理：記憶：負(fù)極是失去電子的一極（活潑的一極）記憶：負(fù)極是失去電子的一極（活潑的一極）2、構(gòu)

4、成原電池的條件、構(gòu)成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：通常用活潑性不同的兩種材料作電極通常用活潑性不同的兩種材料作電極132探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)2 2不可以不可以（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：兩極之間填充電解質(zhì)溶液；形成條件二：兩極之間填充電解質(zhì)溶液； 鹽酸45形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（不可以）鹽橋鹽橋A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AC CCuCuH H2 2SOSO4 4原電池右圖裝置電流表指針偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論不偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)電極材料不同電極材料不同電池總反應(yīng)應(yīng)該是能電

5、池總反應(yīng)應(yīng)該是能自發(fā)自發(fā)地地發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)構(gòu)成原電池的條件（構(gòu)成原電池的條件（10,11）兩電極兩電極活潑性不同的兩種金屬活潑性不同的兩種金屬或者一種金屬與一種非金屬導(dǎo)體或者一種金屬與一種非金屬導(dǎo)體(如石墨如石墨)用導(dǎo)線連接或直接接觸。用導(dǎo)線連接或直接接觸。 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 閉合回路閉合回路 酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生氧化酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生氧化還原反應(yīng)還原反應(yīng) 注：一般是負(fù)極和電解質(zhì)發(fā)生注：一般是負(fù)極和電解質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)基本條件：電池總反應(yīng)是能自發(fā)的氧化還原反應(yīng)總結(jié)：總結(jié)：1.構(gòu)成原電池的條件2.原電池化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)3:原電池中

6、電子的流動:活潑金屬（原電池的負(fù)極） 氧化反應(yīng) 向外電路提供電子 電子沿導(dǎo)線到原電池的正極溶液中易得電子的陽離子 在原電池的正極得到外電路提供的電子 發(fā)生還原反應(yīng)硫酸銅ZnFeA病病 例例 分分 析析化學(xué)能與電能化學(xué)能與電能第2課時(shí)溫故而知新溫故而知新1.原電池的本質(zhì)是：原電池的本質(zhì)是： 3.原電池中電子轉(zhuǎn)移途徑：原電池中電子轉(zhuǎn)移途徑： 2.形成原電池的條件：形成原電池的條件：1 2 3 4 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)活性不同的電極活性不同的電極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)原電池負(fù)極（失去原電池負(fù)極（失去e-）電子沿著導(dǎo)線流動電子沿著導(dǎo)

7、線流動原電池正極（得到原電池正極（得到e-）電子與溶液中的陽離子結(jié)合電子與溶液中的陽離子結(jié)合原電池原電池“負(fù)極出電子，電子回正極負(fù)極出電子，電子回正極”必發(fā)生必發(fā)生失電子失電子的氧化的氧化反應(yīng)反應(yīng)必發(fā)生必發(fā)生得電子得電子的還原的還原反應(yīng)反應(yīng)電極反應(yīng)及電子流向電極反應(yīng)及電子流向蒸汽蒸汽電能電能水能水能風(fēng)能風(fēng)能石油石油天然氣天然氣原煤原煤 一次能源：直接從自然界取得的能源。一次能源：直接從自然界取得的能源。 二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到能源。二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到能源。下列各裝置能否形成原電池反應(yīng)？ ZnCuH2SO4 ZnCu 酒精酒精CuAgH2SO4CuAgAgNO3C

8、uZnH2SO4CuCuH2SO4CuZnCuSO4 ZnSO4CuZn CuSO4ZnSO4XXXX典型例題典型例題電流電流例如例如 條件條件 種類種類 本質(zhì)本質(zhì) 有電流有電流 無無 鋼鐵腐蝕鋼鐵腐蝕 2Fe3Cl22FeCl3 不純金屬或合金跟不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸發(fā)電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)生原電池反應(yīng) 電化腐蝕電化腐蝕 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化 金屬被氧化金屬被氧化 金屬與非電解金屬與非電解質(zhì)等直接發(fā)生質(zhì)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 金屬腐蝕的種類金屬腐蝕的種類 反應(yīng)速率反應(yīng)速率慢慢 快快實(shí)驗(yàn)室中制取氫氣，最快的方法是()A.純鋅與稀硫酸反應(yīng)B.純鋅與

9、濃硫酸反應(yīng)C.純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D.粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應(yīng)典型例題典型例題D電極反應(yīng)式的書寫步驟1.找出兩極得失電子的物質(zhì)3.書寫正極的電極反應(yīng)：一般情況為溶液里的陽離子與電子的反應(yīng)如Cu2+ + 2e- = Cu電極反應(yīng)式的書寫2.書寫負(fù)極的電極反應(yīng)：一般為該金屬失去電子的反應(yīng)如Zn-2e-=Zn2+ Cu、Fe作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：Cu作_極, Fe作_極電極反應(yīng)式是：負(fù)極_ 正極_總反應(yīng)離子方程式式是_正負(fù)Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe2+H2例題1：總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4=FeSO4+H22、判斷右邊原電池的正、負(fù)極，并寫

10、出電極反應(yīng)式。 Cu CFeCl3溶液負(fù)極： Cu 失電子 Cu - 2e- = Cu2+正極： Fe3+得電子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ACu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2先寫出總反應(yīng)：即 負(fù)極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)拆成離子方程式：Cu + 2Fe3 = Cu2 + 2Fe2根據(jù)化合價(jià)升降判斷正負(fù)極練練習(xí)習(xí)判斷下列裝置哪些構(gòu)成了原電池？若判斷下列裝置哪些構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式。( () )( () )( () )( () )( () )D D4.4.某金屬能跟

11、稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是( )( )A.MgA.Mg B.FeB.Fe C.AlC.Al D.CuD.Cu5.5.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)溶液的 PH( )PH( )A.A.不變不變 B B先變大后變小先變大后變小 C C逐漸變大逐漸變大 D.D.逐漸變小逐漸變小CCuSO4溶液溶液典型例題典型例題1、結(jié)合學(xué)過的知識，下面裝置能否形成原電池，、結(jié)合學(xué)過的知識，下面裝置能否形成原電池，如果可以寫出電極反應(yīng)式并預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如果

12、可以寫出電極反應(yīng)式并預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 現(xiàn)象：現(xiàn)象： Zn-e- Zn2+ Zn片溶解而銅片上有光亮的銅生片溶解而銅片上有光亮的銅生成成Cu2+2e- CU典型例題典型例題2原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，但其構(gòu)成具有一定的條件，這些條件但其構(gòu)成具有一定的條件，這些條件是是 ( )。電極電極(負(fù)極與正極：金屬活動性不同負(fù)極與正極：金屬活動性不同)、電解質(zhì)溶液、電解質(zhì)溶液、閉合回路、閉合回路、燈泡燈泡A. B. C. D.B例例1、下列敘述正確的為、下列敘述正確的為A、原電池中陽離子向負(fù)極移動、原電池中陽離子向負(fù)極移動B、原電池中的負(fù)極發(fā)

13、生氧化反應(yīng)、原電池中的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C、馬口鐵（鍍錫）的表面一旦破損，鐵、馬口鐵（鍍錫）的表面一旦破損，鐵腐蝕加快腐蝕加快D、白鐵（鍍鋅）的表面一旦破損，鐵腐、白鐵（鍍鋅）的表面一旦破損，鐵腐蝕加快蝕加快發(fā)展中的化學(xué)電源發(fā)展中的化學(xué)電源第3課時(shí)(10)干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池1、干電池結(jié)構(gòu)及干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理電極反應(yīng)原理最早使用的化學(xué)電池是，也是最普通的干電池，是一種，不可逆。鋅錳電池一次性電池鋅錳電池的鋅筒是，正極是碳棒，電解質(zhì)溶液是MnO2和NH4Cl糊狀物（酸性，鋅筒易腐蝕）。將NH4Cl換成KOH，可制成堿性電池。延長電池壽命，提高性能?？催^即答看過即答 看誰記得

14、準(zhǔn)看誰記得準(zhǔn)負(fù)極 鉛蓄電池：最早使用的充電電池。鉛蓄電池：最早使用的充電電池。 鎳鎘充電電池：它是一種體積少，具有殘留性記憶的鎳鎘充電電池：它是一種體積少，具有殘留性記憶的 充電電池，可重復(fù)使用充電電池，可重復(fù)使用500500次以上。次以上。鉛蓄電池鉛蓄電池2、充電電池汽車用蓄電池汽車用蓄電池鋰離子電池鋰離子電池鋰離子電池：它是新一代可鋰離子電池：它是新一代可充電的綠色電池，現(xiàn)已成為充電的綠色電池，現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝筆記本電腦、移動電話、攝像機(jī)等低功耗電器的主流。像機(jī)等低功耗電器的主流。2、充電電池充電電池又稱，可逆，可循環(huán)。二次電池最早使用的充電電池是，它的負(fù)極是Pb，正極是P

15、bO2，電解質(zhì)溶液是H2SO4。（汽車電瓶）鉛蓄電池新型封閉式鎳鎘電池，體積小，便于攜帶；Cd是負(fù)極，NiO（OH）是正極，KOH作電解質(zhì)；鎘有致癌作用，有被鎳氫電池取代的趨勢。是新一代可充電的綠色電池，質(zhì)量輕、高能量、無污染。鋰離子電池3、新型燃料電池、新型燃料電池3、燃料電池燃料燃燒是一種劇烈的氧化還原反應(yīng)，燃燒放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，可以提高燃料的利用率。燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。如，H2燃燒生成物是H2O；CH4燃燒生成物是CO2和H2O。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于：反應(yīng)物不是儲存在電池內(nèi)部，而是用外加的設(shè)備，源源不斷的提供燃料和氧化劑等，使反應(yīng)能連續(xù)進(jìn)行

16、。KOH溶液溶液H2O2H2Oa b例例, ,19691969年美國年美國“阿波羅阿波羅1111號號”登月成功。飛船上使用的氫登月成功。飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個(gè)電極均由多孔性碳制成，個(gè)電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電。在電極表面放電。a a是是 極，極， b b是是 極極負(fù)負(fù)正正 鋰電池鋰電池 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。負(fù)極相

17、比較，使用壽命大大延長。練習(xí)練習(xí) 1.廢電池的污染引起人們的廣泛重視，廢電廢電池的污染引起人們的廣泛重視，廢電池中對環(huán)境形成污染的主要物質(zhì)是池中對環(huán)境形成污染的主要物質(zhì)是( ) A鋅鋅 B汞汞 C石墨石墨 D二氧化錳二氧化錳 2.實(shí)驗(yàn)室中制取氫氣，最好的方法是實(shí)驗(yàn)室中制取氫氣，最好的方法是( ) A純鋅與稀硫酸反應(yīng)純鋅與稀硫酸反應(yīng) B純鋅與濃硫酸反應(yīng)純鋅與濃硫酸反應(yīng) C純鋅與稀鹽酸反應(yīng)純鋅與稀鹽酸反應(yīng) D粗鋅粗鋅(含銅、銀含銅、銀)與稀硫酸反應(yīng)與稀硫酸反應(yīng)BD 3.表明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強(qiáng)表明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強(qiáng)的敘述正確的是的敘述正確的是( ) A在氧化還原反應(yīng)中，甲

18、失電子比乙失在氧化還原反應(yīng)中，甲失電子比乙失 電子多電子多 B甲比乙同價(jià)態(tài)的陽離子的氧化性強(qiáng)甲比乙同價(jià)態(tài)的陽離子的氧化性強(qiáng) C甲能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣而乙不能甲能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣而乙不能 D將甲與乙組成原電池時(shí)，甲為正極將甲與乙組成原電池時(shí)，甲為正極C 4.X，Y，Z都是金屬，把都是金屬，把X浸入浸入Z的硝酸溶液中，的硝酸溶液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X與與Y組成原電池時(shí)，組成原電池時(shí)，Y為負(fù)極。為負(fù)極。X，Y，Z三種金屬的活動性順序?yàn)槿N金屬的活動性順序?yàn)? ) AXYZ BXZY CYXZ DYZX 5.對于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)對于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有導(dǎo)線中有1 mol電子通過時(shí)，理論上的兩極變化電子通過時(shí)，理論上的兩極變化是是( ) 鋅片溶解了鋅片溶解了32.5 g鋅片增重鋅片增重32.5 g銅片銅片上析出上析出l g H2 銅片上析出銅片上析出1 mol H2 A和和 B和和 C和和 D和和CA 6.由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池中，正極由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池中，正極是是 ，發(fā)生，發(fā)生 ，電極反應(yīng)，電極反應(yīng)是是 ； 負(fù)極是負(fù)極是 ， 發(fā)生發(fā)生 ， 電極反應(yīng)電極反應(yīng)是是 ，總的反應(yīng)式，總的反應(yīng)式(離子方程式離子方程式)是是 。銅銅還原反應(yīng)還原反應(yīng)